玉米秸秆水解成糖发酵乙醇的动力学研究

论文摘要

秸秆是丰富的可再生资源,主要由纤维素、半纤维素和木质素组成,经过预处理,水解和发酵可生成乙醇。秸秆水解戊糖和己糖发酵生产酒精是解决秸秆生物转化酒精的有效途径。本文探讨了戊糖和己糖发酵过程参数的测定方法,对发酵过程进行动力学建模,并求解动力学参数。本文对秸秆水解后的戊糖和己糖发酵酒精的动力学过程进行了研究,首先探讨了假丝酵母及假丝酵母和酒精酵母共发酵乙醇的参数及工艺条件,结果表明菌种生长和酒精生产随发酵时间延长而改变,木糖和葡萄糖共发酵产酒精过程中最大产量为67.94g/L。发酵过程参数的测方法,通过对发酵酒精工艺路线的分析,将其分解为菌体的生长和乙醇发酵两个关键过程,并分别对上述进行动力学分析,做出合理简化和抽象,提出了建模假设并建立动力学模型。利用基于MATLAB的遗传算法工具箱开发了动力学参数辨识程序,并与传统的参数估算算法进行了比较。研究戊糖和己糖同步发酵生产燃料乙醇的最佳工艺条件,最终为同步发酵秸秆糖化液中的戊糖和己糖生产燃料乙醇提供技术支持.

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 主要符号表
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究的目的、意义及进展
• 1.2 生物质纤维燃料乙醇研究状况
• 1.3 玉米秸秆主要成分
• 1.4 玉米秸秆生产乙醇总工艺流程
• 1.5 玉米秸秆预处理工艺
• 1.6 水解工艺
• 1.7 发酵工艺
• 1.8 发酵动力学
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料及仪器
• 2.2 试验方法及步骤
• 2.3 实验分析方法
• 第三章 试验测量结果及分析
• 3.1 实验结果
• 3.2 酵母菌和酒精生成量的测量值与理论值的比较
• 3.3 实验结果分析
• 第四章 秸秆发酵建模假设和动力学模型
• 4.1 实验方法和内容
• 4.2 建模假设
• 4.3 酒精发酵过程的动力学
• 4.4 小结
• 第五章 基于遗传算法的固态发酵动力学参数辨识
• 5.1 引言
• 5.2 软件与方法
• 5.3 结果及分析
• 5.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间研究成果